UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI ROMA
“TOR VERGATA”
SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN ORTOPEDIA E TRAUMATOLOGIA
DIRETTORE: Prof. Ernesto Ippolito
Relatore
Prof. Francesco Pallotta Specializzanda
Francesca Romana Rossetti
Anno Accademico 2009-2010
IL TRATTAMENTO DELLE LESIONI CONDRALI DEL GINOCCHIO:
RICOSTRUZIONE CON IMPIANTO DI CELLULE AUTOLOGHE.
CONFRONTO TRA IMPIANTO DI CONDROCITI
ED IMPIANTO DI CELLULE MESENCHIMALI
Cartilagine Ialina
Acqua
60-80 % del peso totale
resistenza a compressione
Buckwalter E Mankin1997
Condrociti
Unità morfofunzionale che mantiene
l’equilibrio funzionale metabolico.
CONDRONE
Mow 1986, Poole 1988
Cartilagine Ialina
Matrice extracellulare:
collagene tipo II (90-95%)
proteoglicani
proteine non collagene
Architettura tridimensionale secondo
isostatiche paraboliche finalizzate allo
scarico delle forze di trazione e di taglio
Benningoff 1925, Eyre 1980
Cartilagine Ialina
Suddivisa in 4 zone:
1. la zona superficiale:
fibre collagene parallele alla superficie articolare
2. la zona intermedia o di transizione:
3. la zona profonda o della cartilagine radiata:
fibre collagene parallele fra loro, ma perpendicolari alla superficie articolare
4. la zona della cartilagine calcifica:
zona di transizione fra cartilagine articolare e osso
fibre collagene non piu’ parallele alla superficie articolare
Cartilagine Ialina
La cartilagine articolare può resistere a
traumi di circa 25 N/mm2 senza subire
apparenti danni; traumi superiori a questo
livello, invece, causano la morte dei
condrociti e fissurazioni della cartilagine.
Repo 1977
Cartilagine Ialina
Sebbene sia in grado di
rigenerare un tessuto
fibrocartilagineo che,
microscopicamente e soprattutto
macroscopicamente, mima
l’aspetto della cartilagine ialina,
solitamente, dopo circa 24 mesi,
subisce fibrillazione e fissurazioni
simili a quelle artrosiche.
Minas & Nehrer 1997
Shapiro 1993
Cartilagine Ialina
Motivi del fallimento:
1) alterata biologia (eccesso di collagene tipo I, scarsi
proteoglicani e collagene tipo II)
2) alterata risposta biomeccanica (diminuito contenuto idrico,
eccessiva cellularità, architettura non valida)
3) micromovimenti e scollamento nella zona del gap tra rigenerato
e cartilagine residua perilesionale (già di per se più debole
perché priva di condrociti)
4) alterata architettura e proprietà meccaniche dell’osso
subcondrale riparato (Mankin 1982)
Classificazioni lesioni condrali
Outerbridge 1961
Insall et Al 1976
Hungerford and Ficat 197
Casscells 1982
Bandi 1982
Bentley et Al 1984
Dandy 1987
Noyes and Stabbler 1989
Sistemi in gradi Sistemi descrittivi Sistemi misti
Goodfellow et Al 1976
Bauer & Jackson 1988
Dzioba 1988
Maiotti & Campi 1990
Lewandrowski 1996
ICRS 2000
Opzioni di trattamento
• Debridement
(pulizia e condroplastica per abrasione)
• Marrow Stimulation
(perforazioni e microfratture)
• Mosaicoplastica
(OAT-COR auto-allograft)
• Osteotomia
• Impianti di cellule autologhe
(impianti di condrociti - impianti di MSC)
Impianti di cellule autologhe
Lesioni : III (profonde)-IV Grado; > 2-3 cm2
Impianti di condrociti
•Due interventi
•Alti costi
•No rigenerazione ossea
Impianti di MSC
•Intervento singolo
•Costi minori
•Rigenerazione ossea
Materiali e Metodi
13 IMPIANTI DI CONDROCITI AUTOLOGHI:
Eta’ media 37 anni (15-49)
7 M – 6 F
2 Rotula,1 Piatto Tib.,3 Condilo L.,7 Condilo M.
Follow up medio 40,5 mesi (3m-9aa)
9 IMPIANTI DI MSC:
Eta’ media 31 anni (22-42)
5 M – 4 F
2 Rotula,2 Condilo L.,5 Condilo M.
Follow up medio 7,1 mesi (3m-12m)
Materiali e Metodi
Criteri di inclusione:
•III° prof.-IV° Grado
•1- 5 cm 2
•Eta’ tra 15-50 anni
Criteri di esclusione:
•Artrosi
•Mal allineamenti
•Instabilita’
•Tilt rotuleo
•Kissing lesions
(lesioni a specchio)
Impianto di condrociti autologhi
Primo tempo chirurgico (artroscopia):
Prelievo bioptico di 200 mg di tessuto senza osso
Zona di non carico
Minima pressione rotulea
Distante dalla lesione
I condrociti autologhi espansi in vitro
Successivamente seminati sulla matrice
tridimensionale riacquisiscono l’originale fenotipo
perso durante l’espansione in vitro
maneggevole e di facile
applicazione
può essere sagomato per riempire
il difetto
copertura periostale non
necessaria
possibilità di applicazione con
tecniche mini-invasive
bioriassorbibile in tre mesi
prodotto principale di
degradazione acido ialuronico
Proprieta’ del supporto
a. Cannula con labbro
b. Mappatore con margine tagliente
c. Fresa
d. Stantuffo
Tecnica Artroscopica
Lo Strumentario
b c
d
FRESA
MAPPATORE a
Impianto di cellule mesenchimali
• Lo SCAFFOLD di Hyaff consente il DIFFERENZIAMENTO delle
cellule mesenchimali staminali in CONDROCITI e la corretta
riorganizzazione del comparto OSTEOCONDRALE.
• L’aggiunta di gel piastrinico (PRP) rende disponibili dei fattori di
crescita utili al differenziamento delle MSC verso la linea osteogenica
e la linea condrogenica.
• Le cellule staminali mesenchimali
sono cellule indifferenziate il cui
destino non è ancora “deciso” e
pertanto, attraverso un processo
denominato “differenziamento”,
possono dare origine a vari tipi di
cellule diverse. inali mesenchimali
• I risultati in vitro confermano che
l’aspirato midollare contiene MSC e
che queste si possono differenziare
in cellule osteocondrali.
Impianto di cellule mesenchimali
• Prelievo delle cellule mononucleate midollari dalla
cresta iliaca postero-superiore, con il paziente in
decubito laterale (60 ml aspirato midollare).
• Dopo circa 15 minuti nella camera posteriore del
dispositivo rimane la maggior parte delle cellule rosse,
più pesanti, mentre nella porzione anteriore si trovano,
stratificati, gli altri emocomponenti : in basso le cellule
mononucleate e più in superficie le piastrine ed il
plasma.
7 ml di concentrato cellulare (sono necessari circa 3 ml
per cm2).
• Si posizionano il concentrato midollare, il PRP e la
trombina contemporaneamente con l’apposito
applicatore sulla membrana altamente idrofila, che per
capillarità lo assorbe uniformemente al suo interno.
Materiali e Metodi
Riabilitazione post-operatoria:
• 1° giornata mobilizzazione passiva
(stimola rimodellamento cartilagine)
• 6 settimane divieto di carico
(previene degenerazione dell’impianto)
• 6°-10° settimana recupero del carico e del passo
• 4° mese ripresa attivita’ sportiva a basso impatto
(nuoto,ciclismo)
• 10° mese ripresa attivita’ sportiva ad alto impatto
(corsa,calcio,tennis)
Materiali e Metodi Valutazione soggettiva: IKDC 2000
ECCELLENTE: 75 pt – 100 pt
BUONO: 55 pt – 75 pt
DISCRETO: 35 pt – 55 pt
SCARSO: 18 pt – 35 pt
Valutazione performance: Tegner Score
Valutazione riparazione cartilaginea: ICRS
Superficie (liscia / irregolare)
Matrice (ialina / fibrocartilaginea)
Distribuzione cellulare
Vitalita’
Mineralizzazione
Risultati
Paz. Eta’ Follow-up IKDC(5 m) IKDC(10 m) Tegner score(10 m)
B.B. 35 9 anni E E 7
S.A. 48 3 mesi
P.F. 46 3 anni B B 5
P.M. 23 2 anni E E 9
D.D. 15 2 anni E E 9
V.M 42 8 mesi B
L.D. 34 7 mesi E
P.M. 44 5 mesi B
P.L. 49 4 anni D D 4
C.E. 21 2 anni E E 8
P.A. 47 7 anni B B 6
G.R. 45 7 anni D B 5
B.B. 37 6 anni B E 5
Paz. Eta’ Follow-up IKDC(5 m) IKDC(10 m) Tegner score(10 m)
B.A. 28 7 mesi E
B.B. 42 3 mesi
C.M 22 12 mesi E E 8
S.L. 40 5 mesi D
R.V. 35 8 mesi B
P.M. 25 4 mesi
T.G. 27 10 mesi B E 6
M.D 33 6 mesi B
R.M 29 9 anni E
Tabella 9: Riassunto della nostra casistica con impianto di condrociti
Tabella 10: Riassunto della nostra casistica con impianto di MSC
IKDC MEDIO: ECCELLENTE
TEGNER MEDIO: 6.4
TEGNER MEDIO: 7.0
IKDC MEDIO: ECCELLENTE
Risultati
RMN evoluzione post-operatoria uniforme:
• 3 mesi edema dell’osso sub condrale importante
• 6 mesi riduzione sostanziale dell’edema
subcondrale
• 12 mesi scomparsa dell’edema
• Nei controlli successivi abbiamo potuto riscontrare la copertura
delle zone della condropatia con integrità della superficie articolare
ed il ripristino del lining articolare
3 M
6 M
Risultati
24 mesi presenza di un leggero rimodellamento
dell’ osso subcondrale , come a voler significare una
cartilagine ancora in via di rimodellamento, in
accordo con i risultati di Marcacci del 2005.
Conclusioni
L’ impianto di cellule mesenchimali, sulla base dei nostri,
pur ancora esigui risultati, sembra al momento essere una
valida e più economica alternativa, che, qualora venissero
confermati a lungo termine i risultati da noi riscontrati,
potrebbe soppiantare l’ impianto di condrociti autologhi.
Inoltre l’utilizzo dell’impianto di cellule mesenchimali ci
permette il trattamento “one-step”, anche delle lesioni
associate, come le lesioni meniscali o legamentose.